EP0154847A2

EP0154847A2 - Anordnung zur Ausleuchtung von optischen oder optoelektronischen Strukturen

Info

Publication number: EP0154847A2
Application number: EP85101814A
Authority: EP
Inventors: Otmar Dipl.-Phys. Vinz; Wolfgang Dipl.-Ing. Kriege; Wolfram Dr. Dipl.-Phys. Gehenn
Original assignee: Carl Zeiss AG; Schott Glaswerke AG
Current assignee: Schott AG; Carl Zeiss AG
Priority date: 1984-02-21
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1985-09-18
Also published as: DE3570295D1; EP0154847A3; EP0154847B1; DE3406191A1; DE3406191C2

Abstract

Bei einer Anordnung zur Ausleuchtung von optischen oder optoelektronischen Strukturen (4) unter Verwendung einer Lichtquelle, eines Lichtverteilers und eines die durch die Lichtquelle gelieferte Lichtintensität vergleichmäßigenden und an den Lichtverteiler angeschlossenen Lichtadapters (1) ist dieser Lichtadapter derart ausgebildet, daß das durch die Lichtquelle gelieferte Licht durch Mehrfachreflexion vergleichmäßigt wird, und daß dieser Lichtadapter an seiner Lichtaustrittsseite derart modifiziert ist, daß die Anordnung und die Gestalt der Austrittsflächen (5) des Lichtes der Anordnung und der Gestalt der auszuleuchtenden optischen und optoelektronischen Struktur (4) entsprechen und daß das zugeführte Licht weitgehend ohne Verluste abgegeben wird. Pyramidenstumpfförmige Lichtleiter (6) sind an der Lichtaustrittsseite derart angeordnet, daß sie in Anordnung und Gestalt der auszuleuchtenden optischen oder optoelektronischen Struktur (4) entsprechen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Ausleuchtung von optischen oder optoelektronischen Strukturen unter Verwendung einer Lichtquelle, eines Lichtverteilers und eines die durch die Lichtquelle gelieferte Lichtintensität vergleichmäßigenden und an den Lichtverteiler ausgeschlossenen Lichtadapters.
In den Druckköpfen von optischen Drucksystemen werden Lichtschaltmodule aus beispielsweise optoelektronischen Halbleiterstrukturen verwendet, die gegenüber Laser-, LED-, LCD- und CRT-Druckern preiswerter und platzsparender hergestellt werden können. Diese Lichtschaltmodule bestehen aus einer Vielzahl von Lichtventilen oder Lichtschaltzellen aus magnetischen, optisch durchlässigen Schichten, die auf einem Substrat in Form von Inseln aufgetragen werden. Diese Inseln können beispielsweise zu einer sogenannten Lichtschaltzeile angeordnet sein. Da die Fläche dieser Inseln im _Nm^2-Bereich liegt, ist eine extrem hohe Druckauflösung zu erreichen. Durch elektrische Pulse wird die Magnetisierungsrichtung dieser Inseln verändert, was eine Änderung der Polarisationsebene des auftreffenden Lichtes zur Folge hat. Diese Inseln können damit auf "lichtdurchlässig" oder "lichtundurchlässig" geschaltet werden. (Funkschau Heft 8/1983, S.57 f.) Überall dort, wo diese oder ähnliche optischen oder optoelektronischen Strukturen intensiv und/oder gleichmäßig beleuchtet werden sollen, reicht die direkte Beleuchtung durch die Lichtquelle nicht aus. In einer bekannten Anordnung zur Ausleuchtung solcher Halbleiterstrukturen wird das Licht einer Lichtquelle über Glasfasern an einen aus einer planparallelen Glasplatte bestehenden Lichtadapter herangeführt, der der Halbleiterstruktur vorgeschaltet ist und mit dem eine gleichmäßige Intensitätsverteilung längs dieses Lichtadapters erzielt wird.
Diese bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß auch die aus technologischen Gründen notwendigen Zwischenräume zwischen solchen Halbleiterstrukturen beleuchtet werden. Durch diese unerwünschte Beleuchtung der nicht sensitiven Partien der Halbleiterstruktur können Erwärmungen der elektronischen Bauteile sowie Störlicht auftreten.
Da bei dieser bekannten Anordnung außerdem mit polarisiertem Licht gearbeitet wird, wodurch ohnehin Intensitätseinbußen in Kauf genommen werden müssen, möchte man auf die auf die nicht sensitiven Partien auftreffende Lichtintensität nicht verzichten.
Aus der US-PS 4,151,582 ist eine Vorrichtung bekannt, die zur exakten Ausleuchtung im Zusammenhang mit Mikrofilmen verwendet wird. Auf einer Trägerschicht ist eine transparente lichtführende Beschichtung aufgebracht, die das vom Rand her eingestrahlte Licht an definierten Stellen - nämlich regelmäßig angeordneten Bohrungen - unter Ausnutzung der Totalreflexion umlenkt und durch diese Bohrungen austreten läßt. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, das das eingestrahlte Licht nicht vergleichmäßigt wird und daß die der Einstrahlseite benachbarten Bohrungen die meiste Intensität erhalten. Dadurch wird den dahinterliegenden Bohrungen Intensität weggenommen, so daß eine Ausleuchtung mit gleicher Lichtintensität nicht gewährleistet ist.
Außerdem muß zur Abstrahlung immer eine 90°-Umlenkung des Lichtes erfolgen.
Ziel der Erfindung ist deshalb eine Anordnung zur Ausleuchtung von optischen oder optoelektronischen Strukturen, wobei das von der Lichtquelle gelieferte Licht vergleichmäßigt und ohne Verluste ausschließlich auf die optischen bzw. optoelektronisch sensitiven Partien gelenkt wird.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß dem Lichtadapter unter Beibehaltung seiner ursprünglichen Funktion -nämlich der Vergleichmäßigung des Lichtes über eine ausgedehnte Fläche- eine ganz neue Funktion gegeben wird, indem dieser Lichtadapter derart ausgebildet ist, daß das durch die Lichtquelle gelieferte Licht durch Mehrfachreflexion vergleichmäßigt wird und die Lichtaustrittsfläche des Lichtadapters derart modifiziert ist, daß die Anordnung und die Gestalt der Austrittsflächen des Lichtes der Anordnung und der Gestalt der auszuleuchtenden optischen bzw. optoelektronischen Struktur entsprechen und daß das zugeführte Licht weitgehend ohne Verluste abgegeben wird.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Lichtaustrittsseite des Lichtadapters derart verspiegelt, daß nur diese Austrittsflächen des Lichtes, die der Anordnung und Gestalt der auszuleuchtenden optischen oder optoelektronischen Halbleiterstruktur entsprechen, unverspiegelt geblieben sind.
Gemäß einer weiteren speziellen Ausführungsform werden an der Lichtaustrittsseite des Lichtadapters kegelstumpfförmige und/oder pyramidenstumpfförmige Lichtleiter derart angeordnet, daß die Deckflächen dieser Lichtleiter in Anordnung und Gestalt der auszuleuchtenden optischen oder optoelektronischen Struktur entsprechen. Diese Lichtleiter bestehen aus Hohl- und Vollkörpern, die verspiegelt oder totalreflektierend sind. Diese Lichtleiter können auch aus einer Kombination beider Ausführungsformen bestehen. Gegebenenfalls werden diese Lichtleiter gebogen an die auszuleuchtenden Strukturen herangeführt.
Um die Intensitätsverluste möglichst gering zu halten, ist der Lichtadapter totalreflektierend und/oder verspiegelt ausgeführt.
Beispielhafte Ausführungsformen werden nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. la eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Lichtadapters mit entsprechenden Lichtzuführungen.
Fig. lb eine perspektivische Ansicht der Lichtaustrittsseite des erfindungsgemäßen Lichtadapters.
Fig. lc eine andere Ausführungsform der Lichtaustrittsseite.

Das von einer Lichtquelle (nicht dargestellt ) gelieferte Licht wird über ein Glasfaserbündel 3 und einen faseroptischen Querschnittswandler 2 einem Lichtadapter 1 zugeführt (Fig. la). Dieser Lichtadapter 1 kann aus einem verspiegelten Hohlkörper oder Vollkörper bestehen. Durch die zwiebelförmige Gestalt des Lichtadapters 1 wird das ankommende Licht mehrfach reflektiert und auf diese Weise vergleichmäßigt. Dadurch wird erreicht, daß das an der Lichtaustrittsseite 5 austretende Licht an jeder Stelle der Lichtaustrittsseite die gleiche Intensität aufweist. Die Lichtaustrittsfläche 5 (Fig. lb, lc) ist so ausgebildet, daß sie exakt der auszuleuchtenden optoelektronischen Struktur 4 entspricht, die in Figur la als Lichtschaltzeile dargestellt ist.
In der Figur lc sind an der Lichtaustrittsseite des Lichtadapters 1 pyramidenstumpfförmige Lichtleiter 6 angeordnet. Die Deckflächen dieser Lichtleiter, die die Lichtaustrittsfläche 5 bilden, entsprechen in Anordnung und Gestalt der auszuleuchtenden optischen oder optoelektronischen Struktur.
Der erfindungsgemäße Adapter bietet den Vorteil, daß das gesamte ankommende Licht vergleichmäßigt wird und ohne Verlust auf die auszuleuchtenden optoelektronischen Strukturen gelenkt wird.

Claims

1. Anordnung zur Ausleuchtung von optischen und optoelektronischen Strukturen unter Verwendung einer Lichtquelle, eines Lichtverteilers und eines die durch die Lichtquelle gelieferte Lichtintensität vergleichmäßigenden und an den Lichtverteiler angeschlossenen Lichtadapters
dadurch gekennzeichnet,
daß dieser Lichtadapter (1) derart ausgebildet ist, daß das durch die Lichtquelle gelieferte Licht durch Mehrfachreflexion vergleichmäßigt wird, und
daß dieser Lichtadapter an seiner Lichtaustrittsseite derart modifiziert ist, daß die Anordnung und die Gestalt der Austrittsflächen (5) des Lichtes der Anordnung und der Gestalt der auszuleuchtenden optischen und optoelektronischen Struktur (4) entsprechen und daß das zugeführte Licht weitgehend ohne Verluste abgegeben wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtaustrittsseite des Lichtadapters (1) derart verspiegelt ist, daß nur diese Austrittsflächen (5) des Lichtes, die der Anordnung und Gestalt der auszuleuchtenden optischen oder optoelektronischen Struktur (4) entsprechen, unverspiegelt geblieben sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lichtaustrittsseite des Lichtadapters (1) kegelstumpfförmige und/oder pyramidenstumpfförmige Lichtleiter (6) derart angeordnet sind, daß die Deckflächen dieser Lichtleiter in Anordnung und Gestalt der auszuleuchtenden optischen oder optoelektronischen Struktur (4) entsprechen.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lichtleiter (6) aus gegebenenfalls verspiegelten Hohlkörpern und/oder totalreflektierenden und/oder verspiegelten Vollkörpern bestehen.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Lichtadapter (1) gegebenenfalls verspiegelt und/oder totalreflektierend ausgeführt ist.